×

稀土元素的分组测定

有货之家 有货之家 发表于2024-11-14 05:43:53 浏览697 评论0

抢沙发发表评论

61.3.2.1 阴离子交换树脂分离-偶氮胂Ⅲ光度法

稀土元素的分组测定

方法提要

稀土离子在硝酸-脂肪醇(甲醇、乙醇、丙醇、丁醇及异戊醇等)介质中,形成稳定的配阴离子,强烈地吸附在阴离子交换树脂上,吸附能力随脂肪醇浓度和硝酸浓度增加而增大。

以甲醇-3.4mol/LHNO3为交换介质和淋洗液,可将钇组元素和钐洗出,与铈组元素分离。然后用0.21mol/LHNO3淋洗铈组的镧、铈、镨、钕。

铁、铝、钛、镁等随钇组元素洗出。钍、铅、铋随铈组元素洗出。如用丙酮-1.5mol/LHNO3先洗出铈组元素,继用0.2mol/LHNO3(钍量高时用1mol/LHNO3)洗出钍,可使铈组稀土与钍分离。

仪器

分光光度计。

试剂和材料

甲醇。

甲醇-硝酸淋洗液A[甲醇+3.4mol/LHNO3(75+25)]于250mL3.4mol/LHNO3中,加入750mL甲醇,混匀。

甲醇-硝酸淋洗液B[甲醇+3.4mol/LHNO3(70+30)]于300mL3.4mol/LHNO3中,加入700mL甲醇,混匀。

717苯乙烯型强碱性阴离子交换树脂将在研钵中研磨细、过筛。取100~160目部分,用3mol/LHNO3溶液浸泡24h,倾出悬浮物。

交换柱将处理好的树脂均匀地装入玻璃柱中,使成12cm×1.76cm的树脂柱,用3mol/LHNO3洗至无氯离子。再用80~100mL0.2mol/LHNO3淋洗。交换前先用淋洗液平衡,平衡时可用25~50mL医用注射器接一段胶管,将约10mL甲醇-1.2mol/LHNO3(4+1)溶液从交换柱出口处注入,用尖头长玻棒插入柱内轻轻搅动,使树脂松动而气泡逸出,然后使树脂自然沉积。再用注射器抽去出口处残留的气泡。这样,可使树脂不致过于紧密而影响流速,同时可有效地除去树脂中的气泡。平衡液可使用2~3次,最后用新配制的淋洗液30~40mL平衡。

其他试剂参见61.3.1.2PMBP-苯萃取分离-偶氮胂Ⅲ光度法。

分析步骤

(1)稀土含量高的试样

用稀土总量分析(如重量法等)得到的混合稀土氧化物进行稀土元素分组测定。

称取5~50mg分离出的稀土氧化物,置于50mL烧杯中,加入5mLHNO3及1~2滴H2O2,低温溶解并蒸发至湿盐状,冷却。用250mL甲醇-硝酸淋洗液A,分次加入使盐类溶解并洗涤烧杯,以0.2~0.3mL/min的流速通过交换柱。用250mL容量瓶承接流出液至刻度,混匀。备作钇组稀土测定用。然后用100mL0.2mol/LHNO3以0.5~lmL/min流速淋洗铈组稀土,洗出液用100mL容量瓶承接至刻度,混匀。备作铈组稀土测定用。

(2)稀土含量低的试样

直接制成甲醇-硝酸淋洗液B介质进行交换分离:

称取0.1~0.5g(精确至0.0001g)试样,置于刚玉坩埚中,加4~6gNa2O2,拌匀后再覆盖一层,于高温炉中650~700℃熔融5~10min。稍冷后,置于烧杯中以水提取[如含铁高可用40~50mL(5+95)三乙醇胺溶液提取,沉淀少时可加入1mL100g/LMgCl2溶液],洗出坩埚,加热煮沸。冷后用中速滤纸过滤,以10g/LNaOH溶液洗涤6~8次。沉淀用8.5mL温热的3.4mol/LHNO3分次溶解于烧杯[滤纸上如有黄色沉淀,则加几滴(1+9)H2O2,滤纸留待以后再用淋洗液洗净],加入20mL甲醇,以0.2~0.3mL/min的流速通过阴离子交换色谱柱。用72mL甲醇-硝酸淋洗液B以同样流速淋洗,最初20mL分5~6次洗涤原烧杯并通过滤纸滤入交换柱中,所得洗出液用200mL烧杯承接,低温蒸发至5~10mL,移入50mL或100mL容量瓶,冷却后,用水稀释至刻度,混匀。备作钇组稀土测定用。换用100mL0.2mol/LHNO3,以0.5~1mL/min的流速淋洗交换柱,洗出液用100mL容量瓶承接,混匀,备作铈组稀土测定用。

分别分取上述部分溶液按PMBP-苯萃取-偶氮胂Ⅲ光度法测定钇组、铈组稀土含量。

或分取部分溶液于50mL烧杯中,在低温电热板上蒸干,加入1~2mLHNO3、0.5mLHClO4,蒸发破坏有机物并蒸至近干,加少许HCl浸取。转入25mL容量瓶中,以水稀释至刻度,混匀,按阳离子交换分离-偶氮胂Ⅲ光度法测定铈组稀土元素和钇组稀土元素的含量。

61.3.2.2 P507萃淋树脂分离-偶氮胂Ⅲ光度法

方法提要

在硝酸和盐酸介质中,P507可以萃取稀土元素,相邻稀土元素之间的平均分离因数较大,轻重稀土之间萃取行为差异较显著,有利于萃取色谱分组分离。

以pH2.4的试液流过P507萃淋树脂柱,全部稀土元素负载于P507萃取树脂上。先以pH2.5的50g/LNH4Cl-10g/L抗坏血酸-20g/L磺基水杨酸溶液淋洗除去杂质元素,再以0.12mol/LHCl-1mol/LNH4Cl淋洗铈组稀土元素,继以4mol/LHCl淋洗钇组稀土元素。

也可以相继以0.2mol/LHCl淋洗镧、铈、镨、钕,0.4mol/LHCl淋洗钐、铕、钆,0.6mo/LHCl淋洗铽、镝、钬、铒;0.8mol/LHCl淋洗铥、镱、镥。由于平衡速度快,淋洗曲线形状良好,淋洗体积小。洗提流出液经过处理后,可以用偶氮氯膦-mN光度法和偶氮胂Ⅲ光度法分别测定铈组元素和钇组元素。

仪器

分光光度计。

试剂

过氧化钠。

抗坏血酸。

盐酸。

高氯酸。

过氧化氢。

氢氧化钠溶液(4g/L,2g/L,100g/L)。

抗坏血酸溶液(10g/L)用时现配。

苯二甲酸氢钾溶液(0.2mol/L)。

氯化镁溶液(10g/L)。

混合提取液7.4g/LEDTA+60g/LEGTA+(1+2)乙二胺+1.6g/L水杨酸+(1+1)三乙醇胺,按(1+1+1+1+1+3)比例混合,用时现配。

混合掩蔽剂(兼作缓冲剂)将100g/L磺基水杨酸、20g/L磷酸氢二钠、50g/L柠檬酸、20g/LEGTA、15g/LEDTA溶液等体积混合,并调至pH1.8,用时现配。

铈组稀土淋洗液0.12mol/LHCl-1mol/LNH4Cl溶液。

杂质淋洗液称取5g氯化铵、1g抗坏血酸、2g磺基水杨酸溶于100mL水中,用氢氧化铵调至pH2.5。

偶氮氯磷-mN溶液(0.2g/L)。

偶氮胂Ⅲ溶液(1g/L)。

稀土单元素标准储备溶液配制方法见61.3.3.7阳离子树脂交换-电感耦合等离子体发射光谱法测定15种稀土元素,称量按氧化物计算。

铈组稀土标准溶液ρ(铈组稀土)=10.0μg/mL(稀盐酸溶液)由单元素标准储备溶液,按La2O5+CeO2+Pr6O11+Nd2O3(25+45+10+20)比例混合配制。

钇组稀土标准溶液ρ(钇组稀土)=10.0μg/mL(稀盐酸溶液)由单元素标准储备溶液,按Dy2O3+Er2O3+Yb2O3+Y2O3(20+10+10+60)比例混合配制。

百里酚蓝指示剂(1g/L)。

酚酞指示剂(10g/L)。

P507萃淋树脂(60~100目)。

校准曲线

移取0mL、1.00mL、2.00mL、3.00mL、4.00mL、5.00mL铈组稀土标准溶液,分别置于一组25mL容量瓶中,加水至10mL,加入1mL抗坏血酸溶液、1滴百里酚蓝指示剂,以100g/LNaOH溶液调至刚变橙红色(此时pH约为1.8),加入5mL混合掩蔽剂,5mL偶氮氯磷-mN溶液,以水稀释至刻度,混匀。在分光光度计665nm波长处,以试剂空白为参比测量吸光度,绘制铈组稀土校准曲线。

移取0mL、1.00mL、2.00mL、3.00mL、4.00mL、5.00mL钇组稀土标准溶液,分别置于一组25mL容量瓶中,加水至10mL,加入0.5mL抗坏血酸溶液、1滴酚酞指示剂,用4g/LNaOH溶液中和至红色出现,再用0.1mol/LHCl溶液中和至红色褪去。加入2~8mL0.2mol/LHCl,3mL苯二甲酸氢钾溶液,混匀,加入1mL偶氮胂Ⅲ溶液,以水稀释至刻度,混匀。在分光光度计660nm波长处,用1cm比色皿,以水作参比测量吸光度,绘制钇组稀土校准曲线。

分析步骤

称取0.5~0.8g(精确至0.0002g)试样,置于刚玉坩埚中,加入4gNa2O2,拌匀后再覆盖一层,置于700℃高温炉中熔融10min。取出稍冷后放入烧杯中,加入约50mL热的混合提取液提取,洗出坩埚,加水至约150mL。加入1mLH2O2,搅匀,静置[如沉淀很少,可加入1mLMgCl2溶液作载体]。过滤,用20g/LNaOH溶液洗7~8次,再用20mL含有H2O2的(1+4)HCl分次将沉淀溶解于25mL或50mL容量瓶中,用水稀至刻度,混匀备用。

分取适量溶液,调节至pH2.2~2.4后,加入约10mg抗坏血酸,搅拌使之溶解。将调整好pH的试液注入树脂柱,流速为0.8~1mL/min,用2mL杂质淋洗液洗涤杯壁并倒入柱中,继续用30mL杂质淋洗液洗除杂质。然后先用25mL铈组稀土淋洗液洗脱铈组稀土元素,继而用4mol/LHCl淋洗钇组稀土元素(前2mL空白液弃去)。分别以25mL和10mL容量瓶承接至刻度。

分取5.0~10.0mL铈组稀土淋洗液于25mL容量瓶中,加入1mL抗坏血酸溶液、1滴百里酚蓝指示剂,以100g/LNaOH溶液调至刚变橙红色(此时pH约为1.8),加入5mL混合掩蔽剂,5mL偶氮氯磷-mN溶液,以水稀释至刻度,混匀。在分光光度计665nm波长处,以试剂空白为参比测量吸光度,得到铈组稀土含量。

另取适量钇组稀土淋洗液于30mL烧杯中,低温蒸发至近干(若有有机物,加入1mLHNO3和几滴HClO4使之氧化)。加入5mL(1+99)HCl浸取并转入25mL容量瓶中,加入0.5mL抗坏血酸溶液,1滴酚酞指示剂,用4g/LNaOH溶液中和至红色出现,再用0.1mol/LHCl中和至红色褪去。加入2~8mL0.2mol/LHCl、3mL苯二甲酸氢钾溶液,混匀。加入1mL偶氮胂Ⅲ溶液,以水稀释至刻度,混匀。在分光光度计660nm波长处,用1cm比色皿,以水作参比测量吸光度,得钇组稀土含量。